课件34张PPT。考点 万有引力与航天 考向基础 一、开普勒行星运动定律考点清单二、万有引力定律 1.自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小跟物体质量的乘积成 正比,与它们之间的距离r的平方成反比。 2.万有引力定律的公式为⑦????F=G?????。 3.适用条件:万有引力定律的公式只适用于计算⑧ 质点间????的相互作用。4.引力常量G: 三、万有引力理论的成就 1.预言未知星体 (1)英国的亚当斯和法国的勒维耶预言了? 海王星????。 (2)1930年,汤姆博夫根据海王星自身运动不规则性的记载发现了冥王星。 2.计算天体质量 天体质量的计算一般有两条思路 (1)万有引力提供环绕天体所需的向心力 以太阳的质量计算为例,若已知地球绕太阳运动的周期T和公转半径r,则由?=m?r,得?????M=?????。 (2)地面(或某星球表面)物体的重力近似等于物体所受的万有引力(忽略 星球的自转)。若已知地球半径R和地球表面的重力加速度g,由mg= ?,可得地球的质量:M=?。 四、宇宙航行 1.三个宇宙速度 (1)第一宇宙速度(环绕速度):v1=? 7.9???? km/s,是人造地球卫星的最小 发射速度,也是环绕地球的最大运行速度。 (2)第二宇宙速度(脱离速度):v2=? 11.2???? km/s,物体挣脱地球的引力束缚需要的最小发射速度。 (3)第三宇宙速度(逃逸速度):v3=? 16.7???? km/s,物体挣脱太阳的引力 束缚需要的最小发射速度。 2.人造卫星 (1)分析人造地球卫星问题的基本思路 a.运动特征:轨道为圆形,且轨道的圆心必与地球的地心? 重合????。 b.力学特征:? 万有引力????提供向心力。 c.基本方程:G?=?=mω2r=m?r=ma。 (2)由G?=m?=mrω2=m?r=ma可推导出:??当r增大时? 3.同步卫星的五个“一定”4.卫星系统中的超重和失重 (1)在卫星进入轨道前的加速过程中,卫星内的物体处于? 超重????状态。 (2)在卫星进入圆形轨道正常运转时,卫星内的物体处于???完全失重???状态。 (3)在绕地球做匀速圆周运动的空间站或宇宙飞船内,由于物体处于完 全失重状态,应用到重力的仪器将不能使用,如天平、台秤、水银压力 计等,但弹簧测力计仍可使用,只是不能测物体的重力。 例1????(2018课标Ⅲ,15,6分)为了探测引力波,“天琴计划”预计发射地 球卫星P,其轨道半径约为地球半径的16倍;另一地球卫星Q的轨道半径 约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为?( ) A.2∶1 ????B.4∶1 ????C.8∶1 ????D.16∶1解析????本题考查万有引力定律、向心力公式、周期公式。卫星P、Q 围绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,即G?=m?R,则T= ?,?=?=?,选项C正确。答案????C例2????(2019届浙江暨阳高三10月模拟,8)2018年7月25日晚间,由意大利 科学家领衔的团队宣布:在火星南极冰盖下存在液态水。这一消息激起 了“火星研究热”。地球和火星公转均可视为匀速圆周运动。忽略行 星自转影响。根据表中信息可知?( )A.火星公转周期约为地球公转周期的1.9倍 B.火星公转线速度约为地球公转线速度的1.9倍 C.火星所受太阳引力约为地球所受太阳引力的1.6倍 D.仅用表格中的信息,就可求得地球与火星之间的万有引力大小 解析 根据?=m?R可得:T=?,则火星公转周期与地球公转 周期之比为?=1.9,A正确;根据?=m?可得:火星公转线 速度与地球公转线速度之比为?=0.8,B错误;根据F=?可 得:火星所受太阳引力与地球所受太阳引力之比为?=0.045,C错 误;由于地球与火星之间的距离会发生变化,大小未知,所以两者间的万 有引力大小无法求出,D错误。答案????A考向三????万有引力理论的成就 1.天体质量和密度的计算特别提醒????不考虑天体自转,对任何天体表面都可以认为mg=G?,从 而得出GM=gR2(通常称为黄金代换公式),其中M为该天体的质量,R为该 天体的半径,g为该天体表面的重力加速度。 2.天体表面及其某一高度处重力加速度的计算 (1)天体表面及其某一高度处的重力加速度的求法 ... ...
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